電子發燒友網：隨著全球智能能源的快速發展，中國傳統電網的智能化升級改造將帶動一個萬億元級的產業興起，智能電網在中國得到了各界的大力關注，也在迅速發展中。面對這一巨大市場機遇，半導體原廠紛紛搶進布局中國智能電網。作為智能電網的重要組成部件，為滿足苛刻的市場要求，智能電表設計方案面臨重大挑戰。全球各大半導體原廠將采取何種策略在日益爆發式增長的智能電表市場爭得先機？工程師又該如何面對創新設計新挑戰？擁有全球強大智能電表產品線的各大半導體原廠精英紛紛揭示智能電表的趨勢及未來發展大計，相信電子發燒友網讀者能從中獲得第一手最具價值市場分析資源。

　　原廠精英之美信產品線總監-Kristopher Ardis

　　——做智能電表的安全衛士

　　把握三大重點，逐一攻破

　　在智能電網大力推廣的今天，美信對此也投入了大量的人力物力。目前美信在智能電網領域主要關注三大關鍵技術，它們便是：

　　- 計量：精確測量用電量

　　- 通信：保證數據集中及智能電網設備遠程控制的可靠性的相關技術

　　- 安全：不僅對所傳輸數據進行保護，也通過使攻擊者無法控制關鍵基礎設施的方式保護智能電網不受潛在的惡意攻擊。

　　美信產品線總監Kristopher Ardis

　　這三大技術可以說是智能電網的真正核心，也是美信關注它們的原因所在。智能電網的根本目標是高效使用電能，同時適應新的配電方式。為達到這些目標，需要知道電能的去向、將數據和控制信號進行通信、并確保所有通信的安全性。美信的完備的電表片上系統（SoC）方案、通信調制解調器芯片組以及先進的安全微控制器等產品均是基于上述技術的。

　　全面方案，保駕智能電網

　　在智能電網迅速發的今天， 美信除智能電表外，還提供其它與智能電網相關的產品。Kris特別指出，美信的超高精度實時時鐘技術能夠在工業級溫度范圍內實現5ppm的精度。如此高的時鐘精度正是目前中國市場所需要的，對于通信系統不是十分可靠的智能電網尤為重要。除此外，美信還具有豐富的接口產品，便于有線系統進行通信。它們的集成保護隔離技術能夠在危險環境下保護終端用戶，如：用戶必須對連接在電網上的智能電表進行操作。
?

　　原廠精英之德州儀器市場拓展工程師-孫東

　　——以全套解決方案，全面包圍智能電表

　　作為世界上最大的半導體公司之一的德州儀器，其產品線比較寬泛，除了MCU、計量、載波、有線通訊、ZigBee、小無線之外，它們還包含了智能電表所涉及的各主要技術，因此可以說是目前市場上覆蓋智能電表應用產品最寬廣的公司。

　　德州儀器除了推出智能電表相關的芯片級產品外，還推出了一些針對智能電表相關的應用方案和滿足國際、區域標準的方案。比如ZigBee SEP2.0、低功耗無線組網協議棧、電能量計量算法庫、DLMS的協議棧，wireless M-bus協議棧，符合G3/PRIME標準的OFDM PLC方案等等。

　　德州儀器市場拓展工程師 孫東

　　在智能電表方面，德州儀器主要關注的點有兩大方面，第一是智能電表通信，包括電力線載波、無線通訊、低功耗無線ZigBee；第二是高精度的計量，包括電表SoC產品以及高精度計量芯片。

　　德州儀器標新立異DSP載波方案

　　目前幾大半導體廠商像美信、ST都有自己主推的電力線載波方式，對此，德州儀器也有完善的G3/ PRIME載波方案。孫東表示他們跟其他幾家是不同的：

　　其一，別的幾家都是用ASIC專用芯片的方式，而德州儀器利用自身在DSP方面的積累，開發出了基于DSP平臺的多協議載波方案。通過相同的器件平臺支持不同的標準，包括SFSK，FSK、G3、PRIME、P1901.2 OFDM等方案，對用戶來說針對不同的市場或者不同的技術標準，用戶只要升級不同的軟件協議棧就可以推出相對應的方案，無需進行硬件的更改。

　　其二，其他廠家可能有的只是G3，PRIME或者FSK，而德州儀器可以提供的方案除了G3，還包括SFSK，FSK、G3、PRIME、P1901.2，不同載波標準的覆蓋面會更廣泛一些。

　　其三，德州儀器在中國市場有比較快的進展，包括在國家電網和幾個大的客戶已經有樣機和小規模的試點，通過試點可以了解到中國電網的一些特點，針對這些特點，德州儀器可以通過軟件對現有的協議棧和通訊特性進行修改，這一靈活性是其他ASIC專用芯片廠商所不具備的。

　　孫東還特別指出，由于智能電網是德州儀器非常關注的一個市場，他們在美國設立了一個智能電網事業部，另外，在美國還有研發團隊，應用工程師團隊，在歐洲、中國、美洲都有當地的市場團隊。

　　原廠精英之飛思卡爾半導體公司市場開發經理-何英偉

　　——讓智能電表的設計難題飛

　　安全解決方案，力迎設計挑戰

　　目前智能電表的生產和應用正在蓬勃發展，飛思卡爾在該行業的發展也投入了很大的精力。他們針對智能計量和智能電網開發出了安全的終端到終端的解決方案，該方案支持從輸電、配電、分站到入戶的智能電網，能滿足高效能源管理和分配面臨的各種挑戰同時還能協助解決設計上面對的挑戰。

　　飛思卡爾半導體公司市場開發經理-何英偉

　　飛思卡爾方案的特點包括：

　　- 降低系統成本：必須縮短產品上市時間，R&D投資，和BOM成本，同時還増加了智能電網要求的功能；

　　- 低（系統）功耗：必須有高效率的儀表代碼，可以以低處理速度為容性電源供電的儀表計算能量；

　　- 在故障戓掉電事件中的數據保存：有多種需求，包括一個低功耗的，能切換到電池供電的實時時鐘，芯片內時鐘補償和日歷功能，并且，如果外部晶體故障能切換到一個內部時鐘；

　　- 防篡改：要求在任何篡改事件發生時，即使電源斷開，也要有記錄時間戳的能力。

　　另外，智能計量通信更復雜一些，何英偉表示它還需要更多的GPIO和串行通信模塊（I2C，SCI和SPI），有線戓無線通信。

　　多方合作，并肩齊飛

　　在應對快速發展的智能電網產業上，飛思卡爾半導體積極參與各國的電網發展項目及相關業界的標準制定組織和機構，并跟各方案公司合作，如整套的 i.MX28及得獎的MPC8308nSG智能網關，跟美國INSIDE Secure公司共同合作開發出基于 Kinetis MK30單片機帶 NFC預付費及無線 ZigBee抄表功能的單相電表參考設計等等。何英偉表示這是飛思卡爾最好的一個例子，利用它們快速幫助客戶作出評估及測試系統性能，使設計制造商能夠利用最新的技術，更加快速的應對市場需求。
?

　　原廠精英之意法半導體工業與功率轉換產品部市場開發總監-Oleg Logvinov

　　——全面支持PLC技術標準

　　作為世界上最大的電力線通信技術廠商，并且擁有20余年電能表與電網通信研發經驗的意法半導體，正穩步邁向電表行業的中心舞臺。

　　意法半導體工業與功率轉換產品部市場開發總監Oleg Logvinov

　　Oleg指出，智能電表和普通電表之間最主要的差異表現在智能電表能夠與電力網絡實時通信，以及在某些特殊的場合還能夠與家電進行實時通信，而這些是普通電表所無法實現的。種種的差異最終都體現在電表芯片的設計上，作為智能電表要尤其注意一下幾方面的設計：

　　1） 各種功能和接口的集成；

　　2） 通信技術標準的選擇；

　　3） 調制解調器的實現方法（數字信號處理還是可編程門陣列），功能劃分（集成器件還是分立器件）

　　以上三方面是同等重要，但是通信技術標準的正確選擇不是一件容易的事，沒有實際經驗，廠商是很難開發出真正符合市場需求的解決方案的，而意法半導體具備這一條件。

　　原廠精英之安森美半導體中國區新業務部應用工程經理-劉耀輝

　　——電力線通信是智能電表的難點

　　安森美的優勢

　　安森美是世界領先的電源解決方案供應商，公司的產品系列包括電源和信號管理、邏輯、分立及定制器件，幫助客戶解決他們在汽車、通信、計算機、消費電子、工業、LED照明、醫療、軍事/航空及電源應用的獨特設計挑戰。智能電表作為智能電網的一部分自然在安森美的經營范圍之內，那么在高手云集的智能電表市場安森美的優勢在哪里呢？

　　劉耀輝透露，智能電表組成的自動抄表系統是實現智能電網的重要一步。智能電表系統可以使電力供應商在提高服務質量的同時降低管理成本，從而幫助公共事業服務提供者和政府降低電源損耗、優化能源消耗、管理對寶貴能源的需求，并讓用戶有機會充分利用各種用電計劃（如分時電價）來節省開支和享受多種便利。完善的智能電表系統將極大地方便人們的日常生活，同時提高電力能源的有效分配和利用，在建設“節能節約型”社會及“節能減排”的過程中產生巨大的商機和社會效益。

　　目前為止，很多廠家都提出自己的解決方案。安森美半導體就在智能抄表領域內，有多年的應用經驗，并且可以提供給客戶完整的電力線載波抄表解決方案。

　　安森美半導體中國區新業務部應用工程經理劉耀輝

　　安森美前沿的抄表技術

　　安森美半導體的電力線載波抄表方案，完全符合IEC61334-5-1協議標準，以及EN50065電磁兼容規范。其通信協議由幾家世界知名表計企業共同制定。方案同時考慮了載波信號對電網的諧波注入，發射功率，以及載波的信號頻段。使載波在盡可能小的干擾輸出和發射功率下達到最好的通信效果。方案在歐洲，非洲，中東等許多國家已有10年以上的現場使用。
?

　　原廠精英之美滿電子科技（Marvell）業務開發高級經理-楊乃華

　　——PLC是未來智能電表的最佳解決方案

　　在智能電表愈加重要的今天，美滿作為市場的新寵自然不會漏掉這一領域，而且它擔任了智能電網內部擁有通信能力傳感器的重要角色。美滿目前已研發出面向智能電表的無線、窄帶PLC和寬帶PLC等通信解決方案，其業務開發高級經理楊乃華認為PLC將是面向未來智能電表的最佳解決方案。

　　美滿電子科技（Marvell）業務開發高級經理楊乃華

　　楊乃華表示，美滿發布了采用寬帶PLC技術的Alma AMI解決方案，它包括硬件參考設計（DR501/DR503）和面向智能電網AMI應用程序的Alma AMI 專用軟件，并且已在歐洲、中國大陸和***、以及韓國等地成功部署或試用。

　　楊乃華特別指出，美滿對于智能電網一直比較關注，除智能電表外，公司也專注于諸如PON 和ITU-T G..hn的連接及HGU解決方案，提供強大的、高吞吐量的多媒體傳輸線（PLC、同軸電纜、電話線）接口解決方案，配合中國國家電網的OPLC應用，提供面向多媒體應用的高性能家庭網絡解決方案。

　　原廠精英之愛特梅爾高級業務發展經理-吳煥軍

　　——PLC是未來智能電表的最佳解決方案

　　面對智能電網的巨大商機，愛特梅爾專門成立了新的業務部門，專注于提供智能電表及能源管理應用特定的解決方案。

　　基于愛特梅爾對于商機的把握，目前其產品能夠配合智能電表應用的大多數要求，提供電表解決方案多方位服務，包括微控制器、RF、存儲器、安全性、中間件、參考設計和演示套件等。

　　愛特梅爾高級業務發展經理吳煥軍

　　愛特梅爾智能電表產品線

　　迄今為止，愛特梅爾正在積極與國家電網（National State Grid）及南方電網 （Southern Power Grid） 的供應商們合作，提供全方位的解決方案，以滿足中國國家電網基礎設施的要求。其中包括多功能三相電表（Multi function 3-Phase Meters）、數據采集器（Data Collectors）、集中器（Data Concentrators）以及新興的家用顯示單元（In-Home Display Units）。

　　愛特梅爾在智能電表的計劃

　　在愛特梅爾專注于提供智能電表及能源管理應用特定的解決方案的業務部門的努力下，其在智能電表方面的技術和產品研發取得了不小的突破。

　　針對中國智能電表的發展狀況，愛特梅爾認為農村安裝智能電表的發展阻力最大。首先，與專門針對城市而開發的國家電網與南方電網相比，農村電網面臨著不同的挑戰，比如更分散的用戶和更長的數據傳輸距離。這種情況下可以采用基于GPRS調制解調器的典型解決方案。對于這些市場應用，相比主流實現方案，愛特梅爾將提供多功能性的通用產品來滿足各種特殊的要求。
?

　　原廠精英之IDT公司中國事業部市場總監-浦志勇

　　——讓智能電表更精確、可靠

　　IDT提供行業領先的寬量程計量芯片及計量SoC產品，這使得單個智能電表即可同時準確計量用戶日益增長的高達數十千瓦的負荷需求和分布式發電系統中再生能源中如太陽能、風力所產生的低至幾瓦的發電功率。

　　寬量程、高準確度、穩定計量

　　未來智能電網的核心是可靠、高速和低價的通信技術的成功應用，從而為數以億計的終端用戶和電力公司之間提供雙向的互動網絡。而在現階段，智能電表作為智能電網的基礎設備，準確、可靠的計量依然是智能電表首要解決的問題。

　　IDT公司中國事業部市場總監浦志勇

　　浦志勇說與傳統電表相比，智能電表微系統中器件更多，國網公司統一招標后數量也會更大，而作為電力公司和終端用戶的貿易結算工具，智能電表的可靠性要求就會更高，智能電表的可生產性、性能一致性和產品的穩定性是終端生產商關注的重點。基于此，IDT公司的計量產品憑借其寬量程、高準確度的特點和穩定的計量技術迅速地在行業內占據了一席之地，在最近的國網招標中獲得了約20%的市場份額。
?